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Vorrichtung zum Messen von Flüssigkeiten oder Gasen Vorrichtungen
zum Messen von Flüssigkeiten oder Gasen mit zwei in einem Gußkör-. per waagerecht
liegenden Zylindern, von denen jeder einen eine Zählvorrichtung beeinflussenden
Kolben aufnimmt, der eine Hinundherbewegung sowie eine Drehung um seine Längsachse
ausführt, sind bereits bekannt. Die Zylinder sind hierbei hintereinandergelegt,_
und in den mit einer Scheidewand v ersehenen Kolben sind Kanäle angeordnet, die
finit in den Zylindern befindlichen" Kanälen zusammenarbeiten, wobei der Einlaß
der Flüssigkeit aus jedem Zylinder zum Kolben durch ein einziges oberes Fenster
erfolgt. Eine solche Anordnung ist fehlerhaft, weil dadurch die hydraulischen Drücke
schlecht ausgeglichen, ferner der Raumbedarf des Messers infolge des Hintereinanderliegens
der Zylinder vergrößert, das Einsacken der von der Flüssigkeit mitgeführten Luft
an den Zylinderenden begünstigt, - ein gesteigerter @@%iclerstand des Messers hervorgerufen
und der rückwärtige Druck in der zum Messer führenden Leitung vergrößert werden.
Auch können etwaige Fremdkörper, wie Sand oder Mineralstoffe, nicht sofort zu der
Auslaßkainmer gelangen und verursachen Reibungen sowie vorzeitige Abnutzung der
Arbeitsflächen.
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Diese sämtlichen Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden,
daß unter Verwendung der an sich bekannten Anordnung der Zylinder parallel nebeneinander
jeder der beiden Zylinder ein Paar von diametral gegenüberliegenden, den Zylinderumfang
in bezug auf eine axiale, waagerechte Ebene symmetrisch überlappenden Einlaßkammern
mit Fenstern sowie ein Paar von diametral gegenüberliegenden, den Zylinderumfang
in bezug auf eine axiale, lotrechte Ebene symrrietrisch überlappenden Auslaßkammern
mit Fenstern aufweist, während jeder der beiden Kolben zwei Paare von um je 9o°
versetzten längs verlaufenden Kanälen trägt, von denen die diametral gegenüberliegenden
Kanäle des einen Paares an das eine Kolbenende und die diametral gegenüberliegenden
Kanäle des anderen Paares an das andere Kolbenende angeschlossen sind, so daß stets
das eine Paar mit den Einlaßfenstern und das andere Paar mit den Auslaßfenstern
in Verbindung koinint. Diese Kennzeichnung der Lage der Einlaßkarrnnern bzw. -fenster
und der Auslaßkammern bzw. -fenster soll darstellunggeometrisch besagen, daß, wenn
man in jede Zylinderachse zwei sich in dieser Achse schneidende, zueinander senkrechte
Ebenen (Projektionsebenen) legt und die Fensterränder als parallele Erzeugende am
Zylinderumfang betrachtet, die Projektionsgeraden (welche sämtlich parallel zur
Projektionsachse verlaufen) der beiden jeweilig diametral gegenüberliegenden Ränder
bei sämtlichen Fenstern auf die eine oder die andere "Projektionsebene sich stets
in gleich großem Abstand von der Achse befinden, wie
man auch die
Neigung der Projektionsebenen in bezug auf eine Horizontalebene (oder eine Vertikalebene)
wählen mag. Einfachlleitshalber und aus praktischen Gründen l@ f@@°, trieb und Schwerkraft)
wurden als Profi tionsebenen zwei Symmetrieebenen ver«:og-., det, die durch die
Zvlinderaclise liorizonik* und vertikal geführt sind uns sämtliche Fen-ster halbieren.
In bezug auf diese beiden Ebenen überlappen die Fenster am Zylinderumfang die darin
enthaltene Ebene symmetrisch zu beiden Seiten dieser Ebene. Da man die beiden Projektionsebenen
jedoch als in beliebig großer Zahl innerhalb der Fenster gelegt sich denken kann,
so ist ersichtlich, daß die in Betracht kommenden Kraftkomponenten der beiden durch
die diametral gegenüberliegenden Fenster eintretenden bzw. austretenden Strömungen
stets gleich groß und entgegengesetzt sein werden und somit die liy draulisclieil
Drücke sich zugunsten eines ruhigen und genauen Arbeitens ausgleichen.
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Die abwechselnde Eindeckung der Kolbenkanäle mit je zwei Einlaß- und
je -zwei Auslaßfenstern hat eine Vergrößerung der wirksamen Arbeitsfläche bei einem
Kolben von gegebenem Durchmesser zur Folge, wodurch der Widerstand des Messers vermindert,
die Kapazität vergrößert und der Rückdruck nach der Leitung zu verhütet werden.
Die Anordnung von einem Paar der Einlaßfenster in diametral waagerechter Gegenüberstellung
und einem Paar der Auslaßfenster in diainetral lotrechter Gegenüberstellung hat
ferner den '%-orteil, daß das Fluidum an den beiden Seiten des Zylinders eintreten
und sowohl oben als auch unten austreten kann, so daß einerseits die eingeschlossenen
Luftblasen sofort aufsteigen können und die Kolben gegen Stoppen an den Zylinderenden
geschützt sind, andererseits aber die schweren Fremdkörper unmittelbar zu dem unteren
Auslaßfenster durchfallen. Schließlich wird durch die symmetrische Anordnung der
Einlaßfenster lieben Raumersparnis ein geringerer Strömungswechsel des Fluidums
dadurch erzielt, daß man die Zufluß- und Abflußrichtung zu bzw. aus den Zylindern
gleichlaufend in die Zylinderachsen verlegen kann. Infolge der \'ebeneinanderanordnung
der Zylinder läßt sich auch die Synchronisiervorrichtung für die Kolbenbewegungen
mit Vorteil in dem Zwischenraum unterbringen.
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Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und es zeigen: Fig. i eine geschnittene Draufsicht auf eine Meßvorrichtung
gemäß der Erfindung, Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie 11-1I der Fig. i, Fit-'-
3 einen Längsschnitt nach der Linie 111-11I der Fig. 1, Fig. 4. eine schaubildliche
Ansicht des Kol-@ens und , Fig. 5 bis 8 schematische Ansichten, aus .=.ivelclien
die Strömung der Flüssigkeiten oder -=Gase durch die lIeßvorrichtung hindurch ersichtlich
ist.
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Die Meßvorrichtung für Flüssigkeiten oder Gase soll in eine Rohrleitung
eingebaut werden, uni, das V oluinen der durch die Leitung strömenden Flüssigkeiten
oder Gase zu messen und anzuzeigen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht
die Meßvorrichtung -aus einem Gußstück, welches zwei parallel zueinander verlaufende,
in der Bauart gleiche Zylinder io und i i aufweist. Die Enden der Zylinder in dem
Gußstück werden durch Decke112 abgeschlossen, die angeschraubt oder in sonstiger
Weise befestigt sind. Die Zylinder io und i i sind parallel zur Längsinittellinie
des Gußstückes und in gleichen Abständen beiderseits dieser Mittellinie angeordnet.
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jeder Zylinder weist ein Futter 14. auf, die für beide Zylinder in
der Bauart ebenfalls gleich sind. In jedem Futter sind vier Fenster A, B,
C und D vorgesehen, wobei die Fenster A und B waagerecht und die Fenster
C und D senkrecht liegen. Die Kanäle sind also, wie auch aus der Zeichnung ersichtlich
ist, um 9o° gegeneinander versetzt.
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In der Längsmittellinie des gußeisernen Gehäuses sind an gegenüberliegenden
Enden des letzteren ein Einlaßkanal 1 5 und ein Auslaßkanal i0 vorgesehen, um welche
herum Flanschen 17 sich befinden, so daß die Meßv orrichtung mit anderen Vorrichtungen
verbunden oder in eine Rohrleitung eingebaut werden kann, durch welche hindurch
zu messende Flüssigkeit geleitet wird. Der Einlaßkanal 15 stellt mit den Einlaßkammern
18, i g und 2o in Verbindung, von denen die Kammern 18 und 2o an gegenüberliegenden
Seiten des Gußstückes angeordnet und niit den Fenstern A der Zylinder io und i i
verbunden sind, während die Einlaßkammer ig mit den Fenstern B der Zv linder verbunden
ist. Der Auslaßkanal16 steht finit den in dem Bußeisernen Gehäuse vorgeselicnen
Auslaßkammern 2i, 22 und 23 in Verbindung. Die Auslaßkammern 22 und 23 liegen am
oberen Teil eines jeden Zylinders und stehen mit den Fenstern C in den Zylindern
in Verbindung, während die Auslaßkaminer 21 unterhalb der Zylinder io und ii sich
befindet und finit den Fenstern D verbunden ist.
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Die Auslaß- und Einlaßkaininern stehen miteinander nur durch die Zylinder
io und i i in Verbindung, und diese Verbindung wird durch die Kolben 24. und 25
in den Zylindern
to und ii so gesteuert, claß die von dem Einlaßkanal
15 kommenden, durch die Kammern und die Zylinder nach dein Auslaßkanal16 strömenden
1# liissiglceiten oder Gase auf die Kolben und letztere auf eine Anzeige- oder Zählvorrichtung
wirken, -welche das Volumen der vom Einlaß- nach dem Auslaijkanal ströinenden Flüssigkeiten
oder Gase anzeigt. Da die Kolben in der Bauart einander gleich sind, genügt die
Beschreibung eines dieser Kolben.
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)oder Kolben ist in der Mitte und in der (Querrichtung durch eine
Scheidewand unterteilt und mit vier Kanälen 2;, 28, 29
und 3(-) versehen.
Die Kanäle befinden sich in der Umfangswandung des Kolbens, und zwar stehen die
Kanäle 27 und 29 mit den l'nden 31 und die Kanäle 28 und 30 mit dein degenüberliegenden
Ende 32 des Kolbens in Verbindung. Die Kanäle 27 bis 30 sind je-
doch
so angeordnet, daß sie über die ganze Länge des Kolbens sich ersirecken, ohne eine
Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Enden des Kolbens herzustellen. Letzteres
ist ohne weiteres aus der Zeichnung ersichtlich. Es heißt dies mit anderen `'orten,
-wenn die Kanäle 27 und 29 des Kolbens in Verbindung mit den Einlaßkanälen stehen,
-werden Flüssigkeiten oder Gase von den Einlaßkamniern dein Ende 3 1 des Kolbens
zuführt, so daß dieser in Richtung des Pfeiles R sich verschiebt. Wenn die Kanäle
27 und 29 niit den Einlalil;jnäleii des Zylinders in Cberdeckung kommen,
stehen die beiden anderen Kanäle finit den Auslaßkanä len des Zylinders in Überdeckung,
und die Flüssigkeiten oder Gase strömen durch diese Kanäle hindurch nach den Auslaßkaniniern
in dein Gußkörper. Die Wirkungsweise des Kolbens ist jedoch derart, daß bei jedem
abwechselnden Kreislauf die Kanäle 28 und 3o finit den Einlaßkanälen in dein ZZ-linder
in Cberdekkung kommen und Flüssigkeiten oder Gase von den Einlaf,il;aminern nach
dein gegenüberliegenden Ende des Kolbens 32 geleitet werden, wodurch der Kolben
nach der entgegengesetzten Richtung bewegt wird. Zu dieser Zeit stehen die Kanäle
27 und 29 in Überdeckung mit den Auslaßkanälen des Zylinders, so daß Flüssigkeiten
odc-r Gase am Ende 31 des Kolbens abgeführt und in die Auslaßkammern des Gußstückes
strömen können.
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Um die Kanäle so zu verschieben, daß diese Überdeckung erfolgt, werden
sie bei der Hinundherbewegung gedreht, und die Drehung erfolgt ini abgestimmten
Zeitverhältnis zii den Hinundlierhüben, derart, daß die Kanäle in den Kolben richtig
finit den Kanälen in den Zylindern in C: berdeckung kommen und infolgedessen durch
die in die Einlaßkainniern des Gußstiickes einströniendenFliissigkeiten oder Gase
die Hinundherbewegung der Kolben bewirkt wird.
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Zu diesem Zweck weist jeder Kolben einen radialen Arm 33 auf, der
mit einer drehbaren Synchronisiervorrichtung 34 verbunden ist. Letztere besteht
aus einem drehbaren Ring 35, der in Wirklichkeit die innere Laufbahn eines Kugellagers
36 bildet. Die äußere Laufbahn dieses Kugellagers ist in einer Konsole 37 befestigt,
die starr in den Gußkö rper zwischen den Zylindern in die Einlaßkaminer i9 hineinhängt.
_Mit dem Ring 35 ist eine Scheibe 38 verbunden, in welcher zwei radiale Schlitze
39 und 4o vorgesehen sind. Letztere sind um 9o° voneinander getrennt. In jedem der
radialen Schlitze 39 und d.o ist ein Organ 41 bzw. 49- vorgesehen, die mit den radialen
Arenen 33 der Kolben in Eingriff stehen, Durch den Eingriff der radialen Arme 33
finit den Organen .[i und 42 werden diese Arme finit der drehbaren Synchronisiervorrichtung
an exzentrischen Stellen der letzteren verbunden, so daß, wenn die Kolben sich hin
und her bewegen, auch die SZ#nchronisiervorriclitung gedreht -wird, wodurch die
radialen Arme 33 in einer kreisförmigen Bahn um die Achse der Synchronisiervorrichtung
herum sich bewegen und hierdurch eine Schwingung der Kolben während der Hinundherbewegung
letzterer verursachen. Die Organe .11 und .42 sind gegenüber dem Drehmittelpunkt
der Synchronisiervor richtung einstellbar, so daß der Hub der Kolben zwecks Einstellens
der Meßvorrichtung verändert --erden kann.
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Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß in der 'litte der Scheibe
38 ein drehbarer Zapfen 43 mit exzentrischen Enden .L4 und 45 vorgesehen ist und
diese Zapfen gleiche Exzentrizität haben -wie die Organe4t und 4.2. jedoch uni 9o°
gegeneinander versetzt sind. Die exzentrischen Teile 44 und dS des Zapfens 43 stehen
drehbar mit den inneren Enden der Organe .Ii und .42 in Eingriff. Letztere werden
für gewöhnlich in einer feststehenden Lage gegenüber der Scheibe 38 durch Stiftschrauben
46 gehalten. Durch Lösen dieser Schrauben .4ö und Drehen des Zapfens .I3 kann jedoch
der radiale Abstand zwischen den Mitten der Organe 41 und .I2 und der Scheibe 38
geändert werden, um den Hub der Kolben zu verkleinern oder zu vergrößern.
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Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß quer in den Zapfen .I3 hinein
ein Stift So sich erstreckt; der in einer in der Scheibe 38 vorgesehenen Aussparung
liegt. Eine kalibrierte Skala 51 ist konzentrisch um den Mittelpunkt der Scheibe
herum und so angeordnet, daß sie mit dem Stift So zusammenarbeiten kann, -wodurch
der Betrag der dein. Zapfen durch
Einstellung der Lage des Stiftes
gegebenen Drehbewegung genau bestimmt werden kann, Das heißt mit anderen Worten,
durch eine Bewegung des Stiftes 5o gemäß der Skala 5 i kann der Hub der Kolben auf
einen vorher bestimmten Grad eingestellt werden. Nachdem der Stift 5o zur Erzielung
der richtigen Einstellung bewegt worden ist, werden die Schrauben 46 wieder angezogen,
um die Organe 41 und 42 in der eingestellten Lage zu halten.
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Fig. 2 läßt erkennen, daß die die Synchronisiervorrichtung tragende
Konsole 37 am unteren Ende einen Stift 5.4 trägt, der in eine Aussparung einer der
Scheidewände des Gußkörpers eingreift. Am oberen Ende der Konsole 37 ist ein Flansch
55 vorgesehen, der als Deckplatte für eine oben in dem Gußkörper vorgesehene Öffnung
56 dient. Der Flansch 55 ist mit dem Gußkörper durch Stiftschrauben 57 verbunden.
Durch Lösen letzterer kann der Flansch 55 von dem Gußkörper abgenommen werden, worauf
die Konsole 37 mit der Synchronisiervorrichtung aus dem Gußstück herausgenommen
werden kann.
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Es leuchtet ein, daß, wenn die Schrauben 57 herausgenommen worden
sind, durch geringes Anheben der Konsole 37 ein Drehen der Synchronisiervorrichtung
bewirkt wird, bis die radialen Arme 33 der Kolben in ihrer Tiefstlage sich befinden.
Die Konsole 37 kann dann um ihre senkrechte Achse in einer solchen Richtung gedreht
werden, daß die Arme 33 aus den Organen 41 und .12 herausgezogen werden. Die Konsole
37 läßt sich. alsdann zusammen mit der Synchronisiervor richtung aus dem Gußkörper
herausziehen, worauf beliebige Einstellungen. vorgenommen werden können.
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Um die Synchronisiervorrichtung wieder mit den Kolben in Verbindung
zu bringen, ist es nur notwendig, sie in die gleiche Lage einzusetzen, in welcher
sie herausgezogen wurde, und die Synchronisiervorrichtung.und die Konsole nach einer
Richtung hin zu drehen, die den abermaligen Eingriff der Arme 33 in die Organe 41
und 42 zur Folge hat. Die Schrauben 57 werden dann wieder angezogen, um die Konsole
in der eingestellten Lage sicher zu befestigen.
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Um das Volumen 'der durch die Meßvorrichtung strömenden Flüssigkeiten
oder Gase anzuzeigen und aufzuzeichnen, wird eine Zählvorrichtung 6o beliebiger
Bauart vorgesehen, die an dem Flansch 55 der Konsole 37 angebracht ist. Diese Zählvorrichtung
ist mit der Svnchronisiervorrichtung so verbunden, daß die Hübe der Kolben durch
die Drehung der Synchronisiervorrichtung aufgezeichnet werden. Da die Verschiebung
der Kolben genau bestimmt werden kann, sind ihre'Hübe mit den Mengen der Flüssigkeiten
oder Gase in Übereinstimmung und können durch eine geeignete Zählvorrichtung angedeutet
werden, Zum Antrieb der Zählvorrichtung ist eine Antriebswelle 61 vorgesehen, die
durch einen an der Synchronisiervorrichtung befestigten Zahnkranz 62 unter Vermittlung
eines Zahnrades 63 und eines Paares von Kegelrädern 64 gedreht wird. Das übersetzungsverhiMtnis
zwischen diesen Zahnrädern ist so gewählt, daß, wenn die Meßv orrichtung in Betrieb
ist, die Kolbenhübe mit den Mengen der durch die Meßvorrichtung strömenden Flüssigkeiten
oder Gase übereinstimmen und durch das Zählwerk angezeigt werden.
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Es ist bereits früher zum Ausdruck gebracht worden, daß die radialen
Arme 33 der Kolben um 9o° gegeneinander versetzt sind. Der Grund dieser Anordnung
ist darin zu erblicken, daß die Kolben in einander überdeckenden Kreisläufen arbeiten
und zusammenwirken, einander über die Totpunktslage hinaus zu verschieben. Das heißt
mit anderen Worten, wenn .einer der Kolben die Totpunktslage erreicht, arbeitet
der andere Kolben noch, und mit Hilfe der Synchronisiervorrichtung wird letzterer
ersteren über die Totpunktslage hinausschieben und ihn wieder in die wirksame Stellung
bringen.
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Bei der Benutzung der Meßvorr ichtung strömen Flüssigkeiten oder Gase
durch den Einlaßkanal hindurch in die Einlaßkammern 18, i 9. und 2o hinein und,
wenn angenommen wird, daß die Kolben die in Fig.2 veranschaulichte Lage einnehmen,
strömen die Flüssigkeiten oder Gase durch die Fenster 13 und B in den Zylinder io
und durch die Kanäle 27 und 29 des Kolbens 2,4 nach dem Ende 31 des Kolbens, wodurch
letzterer in Richtung des Pfeiles R (Fig. i) verschoben wird. Die Flüssigkeiten
oder Gase, die sich am, anderen Ende 32 des Kolbens befinden, strömen dufch die
Kanäle 28 und 3o des Kolbens und durch die Kanäle C und D in dem Zylinder hindurch
in die Auslaßkammern 22 und 21 hinein und verlassen den Gußkörper durch den Auslaßkanal
16 hindurch.
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Während der Kolben durch die Flüssigkeiten oder Gase hin und her bewegt
wird, wird er durch seine Verbindung mit der Synchronisiervorrichtung 34 in Umdrehung
versetzt. In einem Zeitpunkt, und zwar in dem auf der Fig. i dargestellten Zeitpunkt,
befindet sich der Kolben 25 in Totpunktslage, jedoch wird infolge des Umstandes,
daß der Kolben 24 noch wirksam ist, dessen Bewegung unter Vermittlung der Sy nchronisiervorrichtung
34 eine Drehbewegung des Kolbens 25 in Sinne des Pfeiles E in Fig. 2 bewirken. Diese
Drehbewegung des Kolbens
25 bringt dessen Kanäle 27 und 29 in Überdeckung
mit den Einlaßfenstern B und A des Zylinders i i und der Kolben beginnt nunmehr,
sich in axialer Richtung entgegengesetzt zur ursprünglichen Bewegungsrichtung zu
bewegen.
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Sobald die Kanäle 27 und 29 des Kolbens 25 beginnen, in Überdeckung
mit den Fenstern B und A des Zylinders r i zu kommen, beginnen die Kanäle 28 und
30 des Kolbens in Cberdeckung mit den Fenstern C und D des Zylinders ii zu
kommen, so dar Flüssigkeiten oder Gase an dem einen Ende 31 des Kolbens aus den
Einlaßkammern i9, 2o einströmen und am gegenüberliegenden Ende 32 in die Auslaßkammern
21, 23 hineingelangen.
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Wenn der Kolben 24 das Ende seines Hubes erreicht, befinden sich alle
Kanäle 27 bis 30 außer Überdeckung mit den Kanälen in dem Zylinder io, und
der Kolben nimmt die Tötpunktslage ein. Zu dieser Zeit befindet sich der Kolben
25 in Hubstellung. Die Bewegung des Kolbens 25 wird selbstverständlich durch die
Synchronisiervorrichtung 3.4 auf den Kolben 2.1. übertragen, wodurch dieser gedreht
wird und seine Kanäle 27 und 29 in Cberdeckung mit den Auslaßkanälen C und D und
seine Kanäle 28 und 30 in Überdeckung mit den Einlaßfenstern B und A des
Zylinders io kommen. Die Flüssigkeiten oder Gase aus den Einlaßkammern strömen mithin
nach dem Ende 32 des Kolbens, während durch den Kolben verdrängte Flüssigkeiten
oder Gase durch die Kanäle 27 und 29 des Kolbens hindurch in die Auslaßkammern 22
und 21 des Gußkörpers und von hier durch den Auslaßkanal entströmen.
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Es sei bemerkt, daß die durch die Zylinder hindurch ausströmenden
Flüssigkeiten oder Gase durch die oberen und unteren Kanäle gelangen, so daß zwar
Fremdkörper in den Flüssigkeiten oder Gasen in die Auslaßkammern fallen können,
ohne daß die Gefahr besteht, daß diese die arbeitenden Teile erreichen. Ebenso kann
irgendwelche in den Flüssigkeiten vorhandene Luft aufwärts steigen und durch- die
oberen Kanäle ausströmen, so daß sie sich nicht in der Meßvorrichtung ansammeln
und deren genaue Wirkungsweise beeinträchtigen kann.
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Aus obiger Beschreibung ist ersichtlich, claß mit der Erfindung eine
genau wirkende Vorrichtung zum Messen von Flüssigkeits-und Gasmengen geschaffen
wird, die in der Bauart verhältnismäßig einfach, im Betrieb jedoch zuverlässig ist.